Super304H钢表面铝扩散涂层的组织结构和抗蒸汽氧化性能

目的以Super304H钢为基体制备铝扩散涂层,提高其抗蒸汽氧化性能。方法通过料浆渗铝的方法在Super304H表面制备铝扩散涂层,采用不连续称重法对渗铝Super304H在650℃纯水蒸气中的氧化动力学进行研究,并使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对铝扩散涂层以及氧化膜的物相组成和微观组织结构进行表征和分析。结果渗铝过程中,料浆层中的Al向Super304H基体内扩散,而基体中的Fe向外扩散,形成接近化学平衡配比的FeAl外层和贫Al的FeAl中间层。Al不断通过FeAl层向奥氏体(γ)基体中扩散,使得基体中Al的浓度升高,当Al的浓度增加至临界值时,导致局部区域析出NiAl,后者的形核和长大进一步加剧其周围基体中Ni的贫化。随着γ基体中Ni元素含量的持续降低及Al含量持续升高,γ基体将变得不稳定,并逐步转变为铁素体(α-Fe),最终形成由α-Fe和弥散分布其中的NiAl相组成的互扩散层。在FeAl中Cr元素和水蒸气分子的共同作用下,铝扩散涂层在650℃纯水蒸气中形成连续致密且与基体结合紧密的α-Al_2O_3膜,显著地降低了Super304H的氧化速率。结论采用料浆渗铝法,可在Super304H钢表面制备出三层结构的铝扩散涂层,由外到内依次为FeAl外层、贫Al的FeAl中间层、由α-Fe和弥散分布其中的NiAl组成的互扩散层。这种结构的铝扩散涂层在650℃纯水蒸气中可形成α-Al_2O_3膜,降低Super304H的氧化速率,提高其抗蒸汽氧化性能。     

内壁喷丸处理对TP304H耐热钢锅炉管抗水蒸汽氧化性能的影响

将经表面喷丸处理和未处理的TP304H钢管安装于锅炉再热器的高温段运行7474h后,对内壁氧化膜进行形貌观察、能谱分析和X射线衍射分析。结果表明,喷丸处理可大幅度提高TP304H钢的抗水蒸汽氧化性能,氧化膜的生长速率显著降低且氧化膜的粘附性提高。显微分析表明,氧化膜由双层结构转变为单一高Cr氧化膜层,外层Fe的氧化层消失。分析认为喷丸在管子内壁产生的剧烈形变引起晶粒细化和马氏体相变,在高温下促进了Cr向表面扩散及生成富Cr的氧化层。     

Super304H钢和TP304H钢晶间腐蚀敏感性研究

利用电化学动电位再活化法(EPR)测试了Super304H钢和TP304H钢的晶间腐蚀敏感性.结果表明,Super304H钢和TP304H钢的再活化率在同一个数量级上.Super304H钢和TP304H钢组织中都没有明显的Cr23C6析出相,所以未出现明显的基体贫铬现象,因此二者具有优良的耐晶间腐蚀性能.     

喷丸处理提高TP304H耐热钢锅炉管抗水蒸气氧化性能应用效果的观察

对TP30 4H(0Cr19Ni9)耐热不锈钢采用喷丸处理工艺进行表面处理 ,连同未处理管同时安装在 10 0 0t/h电站锅炉的屏式再热器上 ,实际运行 75 5 2h后取样分析管子内壁高温水蒸气氧化情况 .观察结果表明 ,喷丸处理减小了内氧化倾向 ,合金元素Cr在表层区域富集 ,氧化膜层的物相构成由Fe的氧化物转变为以Cr氧化物为主的形态 ,氧化膜更为致密 ,有效提高了耐热钢的抗水蒸汽氧化性能 .文中分析了喷丸对氧化机理的影响 ,并讨论了喷丸处理工艺对氧化过程中扩散机理的影响以及氧化膜物相组成的变化 .     

时效温度对Super304H钢析出相的影响

利用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜研究了新型奥氏体耐热钢Super304H在高温时效条件下析出相的变化.结果表明,Super304H钢经700～1250℃时效后,组织中出现4种析出相:Nb(C,N)、富Cu相、M_(23)C_6和NbCrN.随时效温度的不同,析出相发生析出或溶解的变化,同时它们的形态、分布和数量随温度变化呈现出不同的变化规律,其中M23C6在700～900℃主要沿晶界析出,这将会降低钢的高温蠕变强度及抗晶间腐蚀性能.     

喷丸处理对S30432钢650℃蒸汽氧化行为的影响

目的提高S30432钢的抗蒸汽氧化性能。方法对S30432钢管进行内表面喷丸处理。在蒸汽氧化实验平台上,对喷丸和未喷丸的S30432钢管进行蒸汽氧化实验,对比研究了其在650℃水蒸汽中的氧化行为。用分析天平测量了试样的增重变化,通过扫描电镜观察了氧化皮表层形貌和氧化层显微结构。结果未喷丸的S30432钢管氧化增重呈抛物线规律,而喷丸后的试样具有完全抗氧化性。未喷丸S30432钢试样表面生成富Fe氧化物,在200 h左右发生失稳氧化,氧化皮快速增厚,500 h时氧化皮厚度达到13μm。喷丸处理后,氧化皮富Cr且很薄,约0.5μm,具有良好的保护性。结论喷丸处理能够显著地提高S30432钢的抗蒸汽氧化性能,通过抑制失稳氧化的发生,使表面快速生成完整的富Cr氧化皮。     

时效温度对Super304H钢组织和韧性的影响

通过对时效条件下Super304H钢的微观组织分析,研究了Super304H钢组织变化对韧性的影响。结果表明：Super304H钢在600～700℃的时效温度范围内,随温度升高组织中析出相数量不断增加,但不同析出相的数量增加趋势不同,Nb（C,N）的数量呈缓慢增加趋势,而M23C6的数量先快速增加然后增加幅度趋缓。随M23C6析出量增大,冲击功相应降低,因此M23C6沿晶析出应是Super304H钢时效脆化的主要原因。     

Super304H钢的高温腐蚀行为研究

研究了Super304H钢在600、650、700℃下Na_2SO_4、K_2SO_4、KCl混合熔盐环境中与SO_2+O_2气氛环境中的高温腐蚀行为。使用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪对腐蚀产物的形貌和相组成以及元素分布等进行分析。测量了Super304H钢在两种环境下的氧化动力学曲线,分析了两种不同腐蚀环境的腐蚀机理。结果表明,Super304H钢在600、700℃下的混合熔盐环境中耐蚀性较差,而在600℃的SO_2+O_2气氛环境中显示出良好的耐蚀性。     

Super304H钢焊接接头的晶间腐蚀敏感性

利用电化学动电位再活化法(EPR)测试了Super 304H钢焊接接头焊缝和母材的晶间腐蚀敏感性.结果表明,Super 304H钢焊缝和母材均呈现出较低的晶间腐蚀倾向.进一步用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电镜研究了它们的微观组织结构,焊缝和母材均为单一的奥氏体组织+少量析出相,二者都未探测到明显的Cr23C6析出相,所以未出现明显的基体贫铬现象,但是焊缝金属因与母材合金元素等存在差异,导致其在H2SO4和KSCN溶液中的耐晶间腐蚀性能稍好于母材.     

蒸汽氧化H13钢的抗铝热熔损性能研究

采用失重法评价了静置或旋转条件下 ,不同蒸汽氧化处理及氧化 离子硫氮共渗复合处理的H1 3钢试样在 75 0℃的ADC1 2铝液中的熔损性能。采用光学显微镜、X射线衍射仪分析了试样表面处理后生成的薄膜 ;分别用光学显微镜、能谱仪分析了熔损试样铁—铝界面组织和局部成分。蒸汽氧化试样显示了良好的熔损抗力 ,尤其是在动态旋转的情况下 ,这与表面薄膜的组成、性能、熔损机制等多种因素有关。     

Super304H钢小径管焊缝超声波检测

介绍在建火电机组大修无损检测中Super304H钢小径管焊缝超声波检测方法。     

时效温度对Super 304H钢焊缝金属组织和韧性影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析等方法并通过冲击试验,研究了时效温度600~700℃,500 h时效条件下Super 304H钢焊缝金属的组织和冲击韧性变化.结果表明,焊缝金属组织均为γ＋析出相,焊态焊缝组织中主要析出相种类为Nb（C,N）和富铜相,时效组织中析出相种类又新增加了M23C6;随时效...     

喷丸对H13钢等离子渗氮处理的影响

对经1020℃淬火560℃、610℃和560℃三次回火后的H13钢进行喷丸处理,将喷丸处理后的试样在550℃下等离子渗氮1h.采用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪和X射线衍射仪观察和分析,对比了喷丸和未喷丸试样亚表层的显微结构,等离子渗氮后的渗层深度、截面硬度及表面物相组成.结果表明,在550℃渗氮1h的情况下,喷丸的催渗效果十分明显,喷丸后渗氮层深度从30.4μm增至51.4μm,喷丸形成的高密度胞状位错对催渗起了决定性的作用.喷丸试样的渗氮层与未喷丸试样相比,表面物相的含量不同,表面硬度较高,渗层的硬度梯度稍平缓一些.     

蒸汽氧化处理对H13钢铝合金压铸模具熔损及疲劳性能的影响

将经过蒸汽氧化处理和未处理的H13钢试样进行热疲劳、熔损和熔损-疲劳3种试验,以考核氧化处理对H13钢在铝合金压铸服役过程中的影响。结果表明,经蒸汽氧化表面处理的H13钢耐热疲劳性能不仅没有下降,而且还具有良好的抗熔融铝合金的熔损性能 .     

锅炉用Super304H钢的腐蚀性能研究

从钢材化学成分的角度出发,通过改变钢中Nb、C元素含量,开展了锅炉用钢材腐蚀性能研究。结果表明,Nb、C元素含量对钢材晶间腐蚀性能影响较大,当Nb/C比大于7.8时,可以保证Nb(C,N)充分析出,有利于提高锅炉用钢材的抗腐蚀性能。     

Super 304H钢在700~900℃纯水蒸汽中的氧化行为

从氧化动力学、氧化膜相组成和微观结构方面,研究了两种表面状态的Super 304H钢在700~900℃纯水蒸汽中的氧化行为。结果表明:Super 304H钢的氧化动力学近似遵从抛物线规律,但是抛物线速率常数和氧化膜结构与氧化温度及试样表面状态密切相关。升高温度和抛光处理都显著增大了抛物线速率常数,促进了Fe氧化物瘤及其下方向内氧化区的生长。     

Super304H奥氏体不锈钢的高温抗氧化性能

对Super304H奥氏体不锈钢在550～800℃进行高温氧化试验,结合氧化动力学规律去研究Super304H奥氏体不锈钢的氧化机理。结果表明,Super304H奥氏体不锈钢在550～800℃氧化质量增加曲线遵循抛物线规律,在750～800℃时60 h以内氧化质量增加趋势最明显,100 h后质量增加高达0.005 mg·mm^-2。在550～750℃逐渐生成致密的氧化膜,主要由Cr₂O₃和Fe_3-xCr_xNiO₄混合氧化物和少量CuCrMnO₄构成。升高温度会促进Cr的选择性氧化,使得Cr₂O₃保护膜开裂,800℃时暴露出的Fe基体与氧原子反应生成瘤状Fe₃O₄,氧化膜厚重并伴有剥落现象。应变速率为3.2×10^-4 s^-1时,不锈钢的抗拉强度随氧化温度升高而降低,600℃的抗拉强度最大,达350 MPa; ...     

喷丸处理提高TP304H耐热钢锅炉管抗水蒸气氢化性能应用效果的观察

对TP304H(0Cr19Ni9)耐热不锈钢采用喷丸处理工艺进行表面处理，连同未处理管同时安装在1000t／h电站锅炉的屏式再热器上，实际运行7552h后取样分析管子内壁高温水蒸气氧化情况．观察结果表明，喷丸处理减小了内氧化倾向，合金元素Cr在表层区域富集，氧化膜层的物相构成由Fe的氧化物转变为以Cr氧化物为主的形态，氧化膜更为致密，有效提高了耐热钢的抗水蒸汽氧化性能．文中分析了喷丸对氧化机理的影响，并讨论了喷丸处理工艺对氧化过程中扩散机理的影响以及氧化膜物相组成的变化．     

长时服役超超临界机组Super304H钢组织与性能

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪、万能材料试验机研究了服役42000 h后超超临界机组用Super304H钢的微观组织与拉伸性能。结果表明:经高温服役后Super304H钢在奥氏体基体晶界处和晶粒内部形成大量析出相,包括M_(23)C_6、MX和富铜相。受热力学驱动和生长动力学特性影响,Super304H钢高温服役过程中形成的析出相表现出不同的形态、尺寸和分布特征。高温服役后的Super304H钢具有较高的强度,但塑性下降。     

超超临界机组用Super304H钢焊接接头的组织和性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪等手段,通过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和硬度试验,研究超超临界机组用Super304H奥氏体耐热钢焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:Super304H钢焊接接头的组织均为γ+析出相,热影响区的晶粒尺寸有明显的长大,焊缝组织是典型的胞状树枝晶,枝晶界上的析出相主要为Nb(C,N)。Super304H钢焊接接头具有较高的强度和良好的塑韧性,但接头的组织形态对韧性有重要影响,粗大的柱状晶是焊缝韧性降低的重要原因,熔合区因Nb(C,N)析出强化硬度较高。